[發明專利]一種基于熒光產率指數的原油激發路徑系統

在審

• 申請號: 202010656355.1
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111829997A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 徐將;劉木華;王曉;姚明印;陳添兵;薛乃豪;章琳穎;付港榮;吳書佳;丁琪萍
• 申請（專利權）人: 江西農業大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種基于熒光產率指數的原油激發路徑系統。采集不同濃度的原油光信息，得到多梯度原油光譜原始數據；對原始光譜進行數據處理，明確外界實驗條件；結合信號特征參量，得到各濃度原油激發熒光強度；分析媒介中光線傳輸的路徑，計算出熒光產率指數；將不同濃度下原油的熒光產率指數作為識別依據，實現水面原油的識別檢測。本發明系統效率高、可靠性好，且具有較高的精度。

技術領域

本發明屬于目標檢測技術領域，具體涉及一種基于熒光產率指數的原油激發路徑系統。

背景技術

海洋石油運輸或其他作業過程中發生事故產生的原油會對環境造成危害。溢油可以通過不同的技術進行探測，如合成孔徑雷達傳感器、光學遙感、熱遙感和激光熒光。

絕對量子產率和熒光光譜為原油提供了豐富的信息。原油的熒光研究為了解原油的基本性質和動態特性提供了有價值的見解。此外，原油的熒光特性在各種應用中也得到了廣泛的應用。對原油的時間分辨熒光光譜分析表明，熒光壽命可作為原油中瀝青質的光譜探針。熒光技術可以檢測水面和各種背景下的石油。

然而，要定量地收集這些信息，就必須克服與以下事實相關的困難：在真實環境中，部分激發光和熒光已被介質吸收。傳統方法測量的熒光強度不能精確地等于材料的熒光強度之和，因為每個測量點的激發強度和發射熒光強度并不相同。也不能描述光在整個樣品池中傳播的物理模型。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于熒光產率指數的原油激發路徑系統，該系統效率高、可靠性好，且具有較高的精度。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于熒光產率指數的原油激發路徑系統，包括如下步驟：

步驟一，采集不同濃度的原油光信息，得到多梯度原油光譜原始數據；

步驟二，對原始光譜進行數據處理，明確外界實驗條件；

步驟三，結合信號特征參量，得到各濃度原油激發熒光強度；

步驟四，分析媒介中光線傳輸的路徑，計算出熒光產率指數，

其中，n和k是實常數，稱n為介質的折射率，k為介質的衰減指數，k₀=ω/c為自由空間波數（ω為波場頻率，c為介質濃度），l為樣品池厚度，I_thermal是入射光在測量點被吸收并轉化為熱能的強度，I_exciation用來描述激發態能量吸收到介質中后的能量，φ是熒光物質的熒光效率，ε是摩爾吸收系數，P₁和P₂分別為光線傳輸的起點和終點；

步驟五，將不同濃度下原油的熒光產率指數作為識別依據，實現水面溢油的識別檢測。

進一步，步驟一中，采用自主研制的光路系統作為樣品數據采集的實驗儀器，采用405nm波段激光器作為激發光源，應用熒光光譜儀作為探測器對不同濃度原油光信號進行采集。

進一步，步驟二中，利用紫外/可見分光光度計測量原油的吸光度，利用PH計測定原油的PH值，利用溫度計實時測量每次采集時的環境溫度，明確外界實驗條件。